结构力学程序大作业报告(附程序代码)

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结构力学程序大作业

结构力学程序大作业报告

一．题目要求

要求编写连续梁内力计算程序。

二．程序总框图

三．程序变量声明

NE——单元总数

N——节点转角未知量总数

BL(NE)——单元杆长数组程序总框图 3

EI(NE)——单元抗弯刚度数组，后存单元线刚度

P(N)——等效节点荷载数组，后存节点转角

KE(N,2)——整体刚度矩阵数组

JD(NE,2)——单元定位向量数组

FM(NE,2)——单元固端弯矩数组

FJ(NE,2)——单元杆端弯矩数组

四．程序源代码

见附件，或者所附的Matlab文件。

五．程序算例

例题一：

输入单元总数：6

输入单元杆长：[4,6,6,8,4,6]

输入单元抗弯刚度：[1,1.5,1,2,1,1.5]

输入单元定位向量:[1,2;2,3;3,4;4,5;5,6;6,0]

输入单元固端弯矩：[-10.667,10.667;-9,9;-6,6;-21.333,21.333;-3,3;-18,18]

单元数： 6

单元杆长： 4 6 6 8 4 6

单元抗弯刚度： 1.0000 1.5000 1.0000 2.0000 1.0000 1.5000

单元定位向量：

1 2 4

2 3

3 4

4 5

5 6

6 0

单元固端弯矩：

-10.6670 10.6670

-9.0000 9.0000

-6.0000 6.0000

-21.3330 21.3330

-3.0000 3.0000

-18.0000 18.0000

确认输入数据正确（Y/N）：Y

输入直接节点力矩：[0,0,-8,0,10,0]

节点转角未知量总数： 6

直接节点力矩： 0 0 -8 0 10 0

节点线刚度矩阵： 0.2500 0.2500 0.1667 0.2500 0.2500 0.2500

折算固端弯矩后的节点荷载：

10.6670 -1.6670 -11.0000 15.3330 -8.3330 15.0000

单元节点位移：

11.3842 -1.4345 -8.9803 14.0534 -10.1918 10.0480

单元杆端弯矩

0 14.9246

-14.9246 -0.6976

-7.3024 12.3755

-12.3755 18.1679 5

-8.1679 7.9520

-7.9520 23.0240

做弯矩图：

例题一结构弯矩图

例题二：

计算结果：

输入单元总数：6

输入单元杆长：[4,6,6,8,4,6]

输入单元抗弯刚度：[1,1.5,1,2,1,1.5]

输入单元定位向量:[0,1;1,2;2,3;3,4;4,5;5,6]

输入单元固端弯矩：[-10.667,10.667;-9,9;-6,6;-21.333,21.333;-3,3;-18,18]

单元数： 6 1234567( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )9.39-14.9210.890.70-7.302.16-12.38-18.1716.73-8.17-2.06-7.95-23.0211.946

单元杆长： 4 6 6 8 4 6

单元抗弯刚度： 1.0000 1.5000 1.0000 2.0000 1.0000 1.5000

单元定位向量：

0 1

1 2

2 3

3 4

4 5

5 6

单元固端弯矩：

-10.6670 10.6670

-9.0000 9.0000

-6.0000 6.0000

-21.3330 21.3330

-3.0000 3.0000

-18.0000 18.0000

确认输入数据正确（Y/N）：Y

输入直接节点力矩：[0,-8,0,10,0,0]

节点转角未知量总数： 6

直接节点力矩： 0 -8 0 10 0 0

节点线刚度矩阵： 0.2500 0.2500 0.1667 0.2500 0.2500 0.2500

折算固端弯矩后的节点荷载：

-1.6670 -11.0000 15.3330 -8.3330 15.0000 -18.0000

单元节点位移：

1.6865 -10.0801 14.8707 -12.1830 17.1951 -26.5976

单元杆端弯矩 7

-9.8237 12.3535

-12.3535 -0.2368

-7.7632 12.5538

-12.5538 16.5854

-6.5854 14.1037

-14.1037 0

弯矩图：

例题二结构弯矩图

例题三：

计算结果：

输入单元总数：6

输入单元杆长：[4,6,6,8,4,6]

输入单元抗弯刚度：[1,1.5,1,2,1,1.5] 8

输入单元定位向量:[0,1;1,2;2,3;3,4;4,5;5,0]

输入单元固端弯矩：[-10.667,10.667;-9,9;-6,6;-21.333,21.333;-3,3;-18,18]

单元数： 6

单元杆长： 4 6 6 8 4 6

单元抗弯刚度： 1.0000 1.5000 1.0000 2.0000 1.0000 1.5000

单元定位向量：

0 1

1 2

2 3

3 4

4 5

5 0

单元固端弯矩：

-10.6670 10.6670

-9.0000 9.0000

-6.0000 6.0000

-21.3330 21.3330

-3.0000 3.0000

-18.0000 18.0000

确认输入数据正确（Y/N）：Y

输入直接节点力矩：[0,-8,0,10,0]

节点转角未知量总数： 5

直接节点力矩： 0 -8 0 10 0

节点线刚度矩阵： 0.2500 0.2500 0.1667 0.2500 0.2500 0.2500

折算固端弯矩后的节点荷载：

-1.6670 -11.0000 15.3330 -8.3330 15.0000 9

单元节点位移：

1.6537 -9.9489 14.2640 -10.2480 10.0620

单元杆端弯矩

-9.8401 12.3207

-12.3207 -0.1221

-7.8779 12.1930

-12.1930 18.2170

-8.2170 7.9380

-7.9380 23.0310

弯矩图：

例题三机构弯矩图

例题四：

计算结果：

输入单元总数：6 10

输入单元杆长：[4,6,6,8,4,6]

输入单元抗弯刚度：[1,1.5,1,2,1,1.5]

输入单元定位向量:[1,2;2,3;3,4;4,5;5,6;6,7]

输入单元固端弯矩：[-10.667,10.667;-9,9;-6,6;-21.333,21.333;-3,3;-18,18]

单元数： 6

单元杆长： 4 6 6 8 4 6

单元抗弯刚度： 1.0000 1.5000 1.0000 2.0000 1.0000 1.5000

单元定位向量：

1 2

2 3

3 4

4 5

5 6

6 7

单元固端弯矩：

-10.6670 10.6670

-9.0000 9.0000

-6.0000 6.0000

-21.3330 21.3330

-3.0000 3.0000

-18.0000 18.0000

确认输入数据正确（Y/N）：Y

输入直接节点力矩：[0,0,-8,0,10,0,0]

节点转角未知量总数： 7

直接节点力矩： 0 0 -8 0 10 0 0

节点线刚度矩阵： 0.2500 0.2500 0.1667 0.2500 0.2500 0.2500 11

折算固端弯矩后的节点荷载：

10.6670 -1.6670 -11.0000 15.3330 -8.3330 15.0000 -18.0000

单元节点位移：

11.3653 -1.3965 -9.1131 14.6603 -12.1263 17.1789 -26.5895

单元杆端弯矩

0 14.9531

-14.9531 -0.8114

-7.1886 12.7358

-12.7358 16.5368

-6.5368 14.1158

-14.1158 0

弯矩图：

第四题结构弯矩图

例题五：(工况情况1 and 工况情况3)

(完整版)有限元大作业matlab---课程设计例子

有限元大作业程序设计

学校：天津大学

院系：建筑工程与力学学院

专业：01级工程力学

姓名：刘秀

学号：\\\\\\\\\\\

指导老师：

连续体平面问题的有限元程序分析

[题目]：

如图所示的正方形薄板四周受均匀载荷的作用，该结构在边界上受正向分布压力，mkNp1，同时在沿对角线y轴上受一对集中压力，载荷为2KN，若取板厚1t，泊松比0v。

[分析过程]：

由于连续平板的对称性，只需要取其在第一象限的四分之一部分参加分析，然后人为作出一些辅助线将平板“分割”成若干部分，再为每个部分选择分析单元。采用将此模型化分为4个全等的直角三角型单元。利用其对称性，四分之一部分的边界约束，载荷可等效如图所示。 2kN

2kN 1kN/m

[程序原理及实现]：

用FORTRAN程序的实现。由节点信息文件NODE.IN和单元信息文件ELEMENT.IN，经过计算分析后输出一个一般性的文件DATA.OUT。模型基本信息由文件为BASIC.IN生成。

该程序的特点如下：

问题类型：可用于计算弹性力学平面问题和平面应变问题

单元类型：采用常应变三角形单元

位移模式：用用线性位移模式

载荷类型：节点载荷，非节点载荷应先换算为等效节点载荷

材料性质：弹性体由单一的均匀材料组成

约束方式：为“0”位移固定约束，为保证无刚体位移，弹性体至少应有对三个自由度的独立约束

方程求解：针对半带宽刚度方程的Gauss消元法 1kN/m 输入文件：由手工生成节点信息文件NODE.IN，和单元信息文件ELEMENT.IN

结果文件：输出一般的结果文件DATA.OUT

程序的原理如框图：

开始

输入数据（子程序READ_IN）

BASIC.IN（基本信息文件）

NODE.IN（节点信息文件）

ELEMENT.IN(单元信息文件)

Matlab大作业

通信电路仿真

1 Matlab的基本操作

一、使用函数实现对下列矩阵的左旋和右旋以及反转已知

答案：如图：矩阵如图

矩阵的左旋如图一矩阵的右旋如图二矩阵的左右反转如图三矩阵的上下反转如图四二、已知A=[8 9 5 ] B=[-1 3 -2] [36 -7 11] [2 0 3] [21 -8 5] [-3 1 9 ] 计算： 1) A+5*B; 2) A*B和A.*B 3) A^3和A.^3 4) A/B和B\A 5)

[A,B]

通信电路仿真

2 答案：A=[8 9 5；36 -7 11；21 -8 5]; B=[-1 3 -2；2 0 3； -3 1 9]; A+5*B A*B A.*B A^3 A.^3 A/B A\B [A,B] 程序运行结果如下：

通信电路仿真

第二章、 Matlab程序设计

一、已知S=1+2+22+23+…+263 求S的值答案：代码如下： Clear Clc s=0,j=2 for i=1:63 s=s+j^i end s 程序运行结果如下：

二、

通信电路仿真

4 第三章、 Matlab绘图

一、在同一坐标系中画出下列函数的图像：x2，-x2，xsin（x）在[0,2π]上的函数图像程序代码如下： clear clc x=0:pi/100:2*pi; y1=x.^2; y2=-x.^2; y3=x.*sin(x); title('同一坐标下的函数图像') plot(x,y1,':',x,y2,'h',x,y3,'--') 程序运行结果如下：

二、绘制极坐标图像：程序代码如下： clear clc x=0:0.01:2*pi; y=2*cos(2*(x-pi/8)); title('极坐标图像') xlabel('x') ylabel('y') polar(x,y) 程序运行结果如下：

通信电路仿真

第四章、 Matlab符号运算

结构力学求解器教程

软件界面介绍

1、命令窗口：所有命令都是在本窗口中输入。

2、观览器：浏览模型，和内力位移的窗口。点击“查看 -观览器”可打开或关

闭此窗口。

建模

建模由：节点 +单元 +位移约束 +荷载条件 +材料性质， 5 个命令组成。

1、节点

点击“命令 - 节点”出现下图，依次将模型的各点的坐标输入即可。

2、单元

点击“命令 - 单元”出现下图，将刚才输入的点连接起来，注意选好杆端的

连接方式。

3、位移约束

点击“命令 - 位移约束”出现下图，选取支座对应的节点码、制作类型、角

度。

4、荷载条件

点击“命令 - 荷载条件”出现下图，平时主要用到单元荷载中的（ 1）集中

力、（2）均布力。选择单元码，荷载的类型，输入荷载大小，集中力还需要调整在此单元上的位置，最后调整荷载方向。

5、材料性质

点击“命令 - 材料性质”出现下图，如果只求内力，则刚度可选择无穷大。

求结构位移时需要输入抗拉刚度 EA，E 为弹性模量，以钢材为例弹性模量

E=m备m, A为杆件横截面面积，抗拉刚度即为 ExA的值。抗弯刚度El , E

为弹性模量，|为界面惯性矩，以矩形截面为例 l=bh 3/12 , b-截面宽，h- 截面高。型材可在型材表中查得，或者在截面特性小软件中查的， Exl 的值即为抗弯刚度。到此模型建立完成

三、计算结果

1、内力计算

点击“求解 -内力计算”出现下图，点击结构，选择轴力、剪力或者弯矩，可在观览器中看到结构相应的计算结果，也可以在上面选择单元，单元中的某一点来查看具体的内力值。点击输入可得到 txt 文件格式的计算结果。

2、位移计算

点击“求解 - 位移计算”出现下图，点击结构，观览器中出现结构在荷载作用下的位移情况，同上一步也可以选择某一单元中的某点来查看具体位移，点击输出得到 txt 文件格式的位移结果。

四、注意事项

结构力学大作业讲解

结构力学大作业——五层三跨框结构内力计算

结构力学大作业

——五层三跨框架结构内力计算

专业班级：土木工程XXXX班

姓名 XXXXX

学号：XXXXX

指导教师：XX

结构力学大作业——五层三跨框结构内力计算

一、题目..............................................................................................................................3

二、任务..............................................................................................................................5

三、结构的基本数据..........................................................................................................5

1. 构件尺寸：.....................................................................................................................5

2. 荷载：.............................................................................................................................5

3. 材料性质：.....................................................................................................................5

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